[論文レビュー] A Novel Anonymous Cloud Architecture Design; Providing Secure Online Services and Electronic Payments

Mehran Alidoost Nia, Aida Ghorbani+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 2014

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting参考文献 3被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、ユーザーの身元匿名性を保ちながら、安全なオンラインサービスおよび電子決済を可能にする画期的な匿名クラウドアーキテクチャを提案する。標準的なネットワークプロトコルを活用し、スケーラビリティパラメータを導入することで、Torに依存せずに従来のクラウドモデルよりも強化されたセキュリティと匿名性を実現し、評価では効率性とプライバシー保証の向上が確認された。

ABSTRACT

Anonymous cloud architecture provides secure environment for business and also e-commerce approaches. By using this type of architecture, we can propose anonymous online applications. Customers who need secure and reliable online services should pay for provided services. A big problem is electronic payment that is needed for billing customers. But customer identity should be remained anonymous during and also after payment procedure. In this paper we propose a novel and modified anonymous architecture that ensures customers that hide their identity from others. This architecture is used from common network protocols and we eliminate Tor anonymous service from architecture design space because of independency. The here is introduced scalability parameter in anonymous cloud architecture design space. After all we compare proposed architecture with other popular cloud architectures in this range and we obtain its advantages according to efficiency, security and anonymity.

研究の動機と目的

• 電子決済中およびその直後にユーザーの匿名性を保証するクラウドアーキテクチャの設計。
• Torに依存しないまま、クラウドベースのサービスにおいて強固な匿名性とセキュリティを維持すること。
• パフォーマンスおよび匿名クラウドシステムの実用的導入を向上させるために、スケーラビリティパラメータを導入すること。
• 効率性、セキュリティ、匿名性の観点から、提案アーキテクチャを既存のクラウドモデルと比較すること。
• エコマースおよびエンドツーエンドのプライバシー保護を実現する安全なオンラインアプリケーションを支援すること。

提案手法

• 専用の匿名ネットワーク（例：Tor）に依存しない標準ネットワークプロトコルの統合により、相互運用性と独立性を確保する。
• 暗号技術を用いて、取引処理およびサービスアクセス中のユーザーIDをマスキングする。
• スケーラビリティパラメータを形式的に定義し、設計に統合し、負荷増加下でのパフォーマンスを評価する。
• 暗号的抽象化により、支払い記録とユーザーIDを分離することで、匿名請求を実現する。
• セキュリティ、効率性、匿名性メトリクスの観点から、既存のクラウドアーキテクチャと比較して分析評価を実施する。
• 実装されたアーキテクチャを、実世界のエコマースワークロードを反映したシミュレーション環境でテストする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クラウドベースのサービス環境において、電子決済中にユーザーの身元をどのように保護できるか？
• RQ2 Torに依存せずに強力な匿名性を達成するために必要なアーキテクチャ的要素は何か？
• RQ3 提案されたスケーラビリティパラメータは、匿名クラウドシステムにおけるパフォーマンスおよびプライバシーにどのように影響するか？
• RQ4 既存モデルと比較して、提案アーキテクチャのセキュリティ、効率性、匿名性における相対的利点は何か？
• RQ5 標準ネットワークプロトコルのみを用いて、安全かつ匿名なクラウドサービスを構築可能か？

主な発見

• 提案アーキテクチャは、支払いおよびサービスアクセスのライフサイクル全体を通じてユーザーの匿名性を効果的に維持した。
• 形式的なスケーラビリティパラメータの統合により、従来のクラウドモデルと比較して、効率性およびスケーラビリティが向上したことが実証された。
• ユーザーIDを取引データから暗号的に分離することで、セキュリティおよび匿名性が強化された。
• プライバシー保護およびパフォーマンスの観点から、既存モデルと比較して本アーキテクチャの実現可能性と優位性が示された。
• Torへの依存を排除することで、システムの安定性が向上し、攻撃面も縮小したが、依然として強固な匿名性を維持した。
• 評価結果から、本モデルが、セキュリティ、効率性、匿名性の主な指標において、既存のクラウドアーキテクチャを上回ることが確認された。